スーパーマーケットのショッピングカート、または空港の荷物用トロリーには、下に4つのキャスターがあります。よく見ると、キャスターの車軸と本体は固定されていませんが、垂直軸を中心に自由に回転できます。車軸は車体に固定されているため、キャスターは直進のみ可能で、車は旋回できません。
さらに、カートを前方に押すと、キャスターは常に回転シャフトの後部に追従することがわかります。前方から後方に変更すると、キャスターは垂直軸を中心に突然180度回転し、回転軸をたどる位置に留まります。一般に、ショッピングカートがスムーズに移動できるように、キャスターの回転方向は順方向と一致している必要があります。キャスターの回転方向が車体の前進方向と一致しない場合、地面の摩擦力により前方の垂直回転軸にモーメントが発生し、キャスターが歩行方向と一致する位置に押し出されます。
ショッピングカートのキャスターと同様に、自転車にも同様の現象があります。自転車のフロントフォークの回転軸を地面まで伸ばすと、地面との交点は常に前輪と地面の接触点の前になります。シートクッションに手を当ててカートを前方に押すと、前輪は非常に素直に進行方向に従います。カートを後方に押すと、前輪とフォークの相対位置が逆になり、横摩擦力が逆方向に押し出され、前輪が左右に揺れます。
自転車のフロントフォークの回転軸と前輪と地面の接触点との相対位置は、自転車の運転安定性を確保する上で非常に重要な役割を果たします。この効果を理解するために、自転車のフォークの回転軸の延長と地面との交点が前輪と地面の接触点の後ろになるように、特別な自転車を作ることができます。この特定のバイクでは、ライディングスキルがどれほど優れていても、バイクは安定しません。
自転車は発明から200年以上の歴史がありますが、エアロバイクを押すと転倒するのに、乗るときは安定している理由を説明するのは簡単ではありません。上記の前輪回転軸の位置は、自転車の安定性に影響を与える重要な要素であり、車輪回転の慣性効果よりもさらに重要です。
